徐晨曦，付大友，谭文渊，汪菊（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）



茶叶中有机磷农药残留的检测方法研究

徐晨曦，付大友，谭文渊，汪菊
（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）

摘要：建立了GC-MS法测定茶叶中常见的3种有机磷农药残留分析方法。茶叶样品采用乙腈浸泡，超声振荡，活性炭吸附色素，氮吹仪浓缩，NH2固相萃取柱净化后供气质联用仪检测分析。本方法对3种有机磷农药的回收率范围为84.23%～87.55%，检出限为0.020mg/kg～0.035mg/kg，相对偏差（RSD）为4.2%~5.1%。

关键词：茶叶；有机磷农药；分析检测

由于有机磷农药高效，溶解性好，易分解等特点，使其广泛应用于农业生产过程中杀灭害虫。然而，农药也是有毒的化学品，易对环境造成污染，而农药残留量超标往往也会引起人或动物的急性中毒，即使低剂量的农药长期在体内累积也会致畸，致癌，致突变等[1]。研究表明，有机磷农药作为乙酰胆碱抑制剂，毒性最大，应用最广，其环境暴露和皮肤接触都会引起生物中毒[2]。根据国家标准规定，有机磷农药在农产品中的最大允许残留量不超过0.2 mg/kg[3-4]。近年来，随着人们生活水平的不断提高，对食物的安全问题也倍受关注。茶叶是中国重要的农产品之一，也是我国出口的传统产品。随着农业产业化的发展，茶叶的生产越来越依赖于农药[5]。而茶叶进口国对卫生安全的严格要求，使得农药残留成为了主要的卫生安全问题。因此，建立快速，准确的有机磷农药残留检测方法对于食品卫生安全尤为重要[6-7]。本文采用乙腈浸泡，超声振荡，活性炭吸附色素，氮吹仪浓缩，NH2固相萃取柱净化后通过气质联用仪检测分析，该方法背景干扰物少，分离效果好，灵敏度高，可以同时检测多种有机磷残留农药。利用保留时间与特征离子进行双重定性，解决其只以保留时间定性可能会出现的假阳性。使其对农产品中有机磷农药残留检测建立了有效快速的分析方法。

1材料与方法

1.1试验仪器及试剂

试验仪器：Trace1310-TAQ8000气相色谱质谱联用仪（Thermo-fisher公司）；CP114分析天平（奥豪斯仪器有限公司）；HGC-21氮吹仪（上海禾工科学仪器有限公司）；TDL-40B台式低速离心机（常州国华电器有限公司）；AS10200B超声波清洗机（天津奥特赛恩斯仪器有限公司）。

试验试剂：乙腈（色谱纯，成都市科龙化工试剂厂）；正己烷（色谱纯，成都市科龙化工试剂厂）；二氯甲烷（分析纯，成都市科龙化工试剂厂）；甲胺磷、乙酰甲胺磷、久效磷标准试剂（上海市农药研究所）。

1.2仪器条件

1.2.1气相色谱条件

色谱柱：TG-1701MS；色谱柱填料：14 %氰丙苯基，86 %二聚硅氧烷；色谱柱最大温度：260℃/280℃；进样口温度：220℃；程序升温：40.0℃保持1 min，以30.0℃/min上升至100℃保持1min，再以10.0℃/min上升至200℃保持10min；进样模式：Split分流；分流比：30.0，载气为高纯氮气（99.999 %）；流速：1.200 mL/min；进样量：1 uL。

1.2.2质谱条件

离子源为EI源；离子源温度：280℃；电力能量：50 eV；扫描方式：全扫描（full scanning）。

1.3样品的测定

将茶叶样品研细经60目筛，准确称取2 g，加入20 mL乙腈，超声振荡提取40 min。将提取液倒入50 mL塑料离心管，转速4 200 r/min，离心10 min，取上层液体，向液体中加入2 g活性炭粉吸附茶叶中的色素，再超声波振荡15 min，用双层滤纸过滤，乙腈冲淋4次~ 5次，取澄清滤液，用氮气浓缩吹干，加2 mL乙腈定容，待净化。

NH2固相萃取柱加样前用5 mL乙腈+甲醇（3+ 2）活化，将上述待净化液转移至NH2柱中，以速率1 mL/min上样，真空抽干，加入10 mL淋洗液（乙腈∶甲醇=3∶2），收集所有流出物置于圆底烧瓶内，50℃水浴旋转蒸发至干，用正己烷定容至2 mL，待上机。

2结果与讨论

2.1茶叶预处理中活性炭粉加入量的讨论

取6支比色管，每支准确称取茶叶样品2 g加入20 mL乙腈，超声振荡提取40 min，将提取液倒入50 mL塑料离心管，转速4 200 r/min，离心10 min，取上层液体，向液体中加入活性炭粉，用来吸附茶叶中的色素，再超声波振荡5 min，用双层滤纸过滤。以下6支，炭粉加入量从左往右，分别为：空白不加、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g，见图1。

试验结果表明，活性炭粉加入太少溶液色素太重，不适合上机检测；活性炭粉加入过多，造成资源浪费。因此，选择2.0 g茶叶加入2.0 g活性炭粉则效果最佳。

图1活性碳粉加入量Fig.1 Then amount of activated carbon powder

2.2 GC色谱条件的优化

2.2.1柱箱温度优化

柱箱温度是气相色谱分析的重要条件参数，它直接影响到分离效果和分析速度。柱温过高，组分保留时间变短，分离效能差；柱温过低，组分保留时间延长，分离效能增加，可能会出现色谱峰拖尾现象。茶叶样品中基质复杂，成分较多。低沸点组分可能由于柱温太高，分离不完全。而高沸点组分可能由于沸点太低，有部分残留于色谱柱内，损坏柱子。研究中优化色谱柱温度采用了两种方法。程序升温（1）：50.0℃保持3 min，以40.0℃/min上升至100℃保持1 min，再以20.0℃/min上升至200℃保持5 min。程序升温（2）：40.0℃保持1 min，以30.0℃/min上升至100℃保持1 min，再以10.0℃/min上升至200℃保持10 min。试验表明，方法（2）的柱温条件效果最佳。

2.2.2进样口温度优化

气相色谱分析时，分析样品必须在气化室内被气化。气化温度即进样口温度必须保证试样快速，完全气化而又不分解的原则。一般气化温度选择比样品平均沸点高30℃~50℃。待测样品沸点：甲胺磷高温分解，乙酰甲胺磷147℃，久效磷125℃。试验表明，进样口温度设置220℃，其色谱峰灵敏度最高，分离效果良好。

2.3待测有机磷农药定性分析

将3种有机磷农药配制成浓度为50 mg/L，按1.2色谱分离条件进行分析得到色谱图。根据色谱图上的各个色谱峰，利用质谱图数据库反检索得到：出峰时间8.46min为甲胺磷，11.14min为乙酰甲胺磷，15.87min为久效磷。离子碎片甲胺磷为47、94、141 m/z，乙酰甲胺磷为94、136、183 m/z，久效磷为127、192、223 m/z。色谱图如图2。

2.4待测有机磷农药定量分析

准确配制3种有机磷农药混合标准溶液，在优化的色谱条件和质谱条件下分析，以峰面积为纵坐标，浓度为横坐标绘制标准曲线图，在5 mg/L~20 mg/L范围内，线性关系良好。以S/N=3确定本方法对茶叶有机磷农残的检测下限。对预处理后的茶叶样品测定，含量低于仪器检测下限，未检出。则通过对处理前茶叶样品进行低浓度有机磷添加回收试验，计算方法回收率。取茶叶样品做10 mg/kg添加水平的加标回收试验，重复6个平行试验，计算各有机磷农残的回收率和相对偏差，以考察方法的准确度和精密度。数据见表1。

图2有机磷农药混标色谱图Fig.2 Chromatogram of mixed organophosphorus pesticide standards

表1 3种有机磷农药的特征离子，保留时间，回收率，检出限，精密度Table 1 The Characteristic ion，retention time，recovery rate，method detection limit（MDL），RSDs of three kind of organophosphorus pesticides

3 结论

气相色谱—质谱联用是基于高效气相色谱的分离能力与质谱的高灵敏度极强的分离检测技术，是痕量分析中分离鉴定极性高、热不稳定性化合物的强有力的工具。采用了超声波振荡提取对茶叶中的有机磷农药残留进行浓缩和净化，用气质联用法测定茶叶中3种有机磷农药残留的含量。甲胺磷，乙酰甲胺磷，久效磷农药标准在5 mg/L～20 mg/L，线性关系良好（R2≥0. 99），添加水平在5 mg/kg～20 mg/kg，平均回收率84.23 %～87.55 %，相对标准偏差为4.2 %～5.1 %，3种有机磷方法检出限0.020 mg/kg~0.035 mg/kg。此方法具有提取效率高，净化效果好，回收率高，准确性好，适合茶叶中有机磷残留量的测定。

参考文献：

[1]聂峰,高梅,李新生,等.水果蔬菜中有机磷农药残留新检测方法研究[J].食品科技,2010,35(6):297-299

[2]王敏.固相萃取技术和高效液相色谱串联质谱联用在茶叶农药残留检测中的应用[D].合肥:安徽大学,2013,287-299

[3] Xiuhong Wang,Jing Cheng,Hongbin Zhou,et al. Development of a simple combining apparatus to perform a magnetic stirring-assisted dispersive liquid-liquid microextraction and its application for the analysis of carbamate and organophosphorus pesticides in tea drinks [J]. Analytica Chimica Acta,2013,787(10):71-77

[4]冯洁,杨烨,陈大舟,等.茶叶中农药残留的分析方法研究[J].现代仪器,2010,56(4):4-5

[5]陈明,梁春穗,李少霞,等.蔬菜水果中有机磷农药残留测定的GC 和GC-MS分析技术研究[J].中国卫生检验杂志,2009,1(19):83-85

[6] Wei-jun Zhao,Xiao-ke Sun,Xiao-ni Deng,et al. Cloud point extraction coupled with ultrasonic-assisted back-extraction for the determination of organophosphorus pesticides in concentrated fruit juice by gas chromatography with flame photometric detection[J]. Food Chemistry,2011,127(5):683-688

[7] Xiangping Liu,Dengkun Li,Jiequan Li,et al. Marriott. Organophosphorus pesticide and ester analysis by using comprehensive two-dimensional gas chromatography with flame photometric detection[J]. Journal of Hazardous Materials,2013,382(263): 761-765

Studying on the Detection Methods of the Organophosphorus Pesticide Residues in Tea

XU Chen-xi，FU Da-you，TAN Wen-yuan，WANG Ju
（College of Materials and Chemical Engineering，Sichuan University of Science & Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

Abstract：The determination detection method of three common sorts of organophosphorus pesticide residues in tea was established by GC-MS. The tea sample was soaked with acetonitrile，oscillated by ultrasonic unit，used charcoal for absorbed pigments，concentrated by nitrogen analyzer，purified through NH2SPE，then detected and analyzed via GC-MS. The results showed that the recoveries of these three common pesticides were between 84.23 %-87.55 %，the method detection limits were in the ranged of 0.020 mg/kg-0.035 mg/kg，and the relative standard deviations（RSDs）were in the ranged of 4.2 %-5.1 %.

Key words：organophosphorus pesticide；analysis and detection

收稿日期：2014-09-30

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.02.028

作者简介：徐晨曦（1990—），女（汉），硕士研究生，主要从事化学分析。

基金项目：四川省教育厅重点项目（12ZB078，13ZA0123）；四川理工学院研究生创新基金项目（y2013028）